2. 矿房矿柱法采矿方法回顾
矿房矿柱法是地下开采中历史最久、应用最广的采矿方法之一。它的基本思想是把矿体划分为矿房与矿柱两类回采单元:矿房先采、矿柱后采(或部分回收),依靠矿柱和围岩自身强度维持采场稳定。要准确计算采切工程量,首先必须把"方法布置形式"与"采切工程组成"这两件事看清楚,因为布置形式决定了工程的种类和数量,而采切工程组成决定了每一项工程的长度、断面和工程量口径。
一、典型布置形式及其对工程布置的约束
矿房矿柱法按矿体倾角、厚度和矿岩稳固程度,常见三种典型布置:
- 缓倾斜—倾斜中厚矿体的走向布置:矿房沿矿体走向排列,矿柱为规则间柱,采场沿倾向推进。此时阶段运输平巷布置在脉外或脉内,天井多沿矿体下盘布置,联络道由天井向各矿房开口。
- 倾斜—急倾斜矿体的垂直走向布置:矿房沿走向划分、沿倾向布置,矿柱为间柱与顶底柱,采场通过阶段平巷—穿脉—天井—联络道系统进入。
- 厚大矿体的棋盘式(房柱)布置:矿房与矿柱在平面上呈规则网格,矿柱多为方形或圆形规则矿柱,采场通过盘区平巷与多条天井联系,底部结构常采用漏斗或堑沟受矿。
布置形式一旦确定,采切工程的"骨架"就基本确定:阶段运输平巷的条数与位置、天井的间距与数量、联络道的长度、底部结构的型式,都随布置形式变化。因此工程量计算不能脱离布置形式孤立地套公式,而应先画出采场布置草图,标出矿房、矿柱、天井、平巷、联络道和底部结构的位置关系,再逐项统计。
二、采切工程组成:从"骨架"到"细部"
矿房矿柱法的采切工程通常由以下部分构成,计算时应逐项列项、避免漏项或重复:
- 阶段运输平巷:沿走向布置于脉内或脉外,是采场的主要运输通道,按设计长度和断面计算掘进量。
- 穿脉(或石门):由阶段平巷通向矿体的水平巷道,厚大矿体或脉外平巷布置时数量较多。
- 天井:包括人行通风天井、溜矿井和充填井,按用途分别统计;天井间距由矿房长度决定,是工程量变化最敏感的项目之一。
- 联络道:由天井向各矿房开口的短巷,长度取决于天井到矿房的距离,常被初学者遗漏。
- 拉底巷道与底部结构:包括拉底平巷、漏斗颈、堑沟或电耙道,工程量按体积或长度计,型式不同差异很大。
- 切割天井与切割槽:为矿房回采创造自由面,属于采切工程但常单列。
- 硐室:如电耙硐室、装矿硐室、变电硐室,按体积计。
三、布置形式如何影响工程量计算
布置形式对工程量的影响主要体现在三个方面。第一是工程数量:矿房长度越小、间柱越多,天井和联络道的数量就越多;棋盘式布置的矿柱网格越密,穿脉和联络道也越密。第二是工程长度:脉外平巷比脉内平巷多出穿脉长度;天井布置在下盘时,联络道长度随矿体厚度增大而增加。第三是断面与型式:底部结构从漏斗式改为堑沟式,掘进体积和支护量都会变化。
以一个教学示例说明:假设某缓倾斜中厚矿体,阶段高度 40 m,矿房沿走向长 50 m,间柱宽 6 m,矿体厚度 8 m,采用脉外阶段平巷、下盘天井布置。若一个阶段布置 6 个矿房,则间柱 5 个、天井按每个矿房一条布置共 6 条,天井长度约 40 m;每条联络道从下盘天井到矿房约 12 m,共 6 条。仅天井与联络道两项即约 6×40 + 6×12 = 312 m。若改为矿房长 30 m,则同样阶段长度内矿房数增至约 10 个,天井与联络道数量随之增加,采切工程量明显上升。这说明矿房长度与间柱宽度是控制采切工程量的关键参数,计算前必须先确认布置参数,而不是直接套用经验指标。
四、计算前的准备工作
为保证工程量计算准确,建议在动手计算前完成三件事:一是绘制采场布置平面图与剖面图,标注矿房、矿柱、天井、平巷、联络道和底部结构的位置与尺寸;二是编制采切工程明细表,逐项列出工程名称、数量、单长、断面型式与尺寸;三是明确计算口径,区分掘进量、支护量与回采量。布置形式是"因",采切工程组成是"果",工程量计算则是把这种因果关系量化。只有把布置形式与工程组成对应清楚,后续的工程量汇总和成本估算才有可靠基础。